蜗杆传动课件
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《蜗杆传动上课版》课件
04 传动比
蜗杆与蜗轮之间的转速之
比，决定了传动的减速或
增速效果。
蜗杆传动的应用范围
工业制造领域
用于各种机械设备中 的减速或增速传动， 如纺织机械、印刷机
械等。
交通运输领域
用于车辆、船舶和飞 机中的传动系统，如 发动机、变速器等。
农业机械领域
用于拖拉机、收割机 等农业机械中的传动
系统。
新能源领域
在风力发电、太阳能 发电等新能源领域中 ，蜗杆传动也得到了
切削加工是制造蜗杆传动的关键步骤， 需要精确控制切削参数和刀具几何形状 ，以保证蜗杆的精度和表面质量。
材料选择应根据使用要求和工作环境， 选择合适的材料和规格，以确保蜗杆传 动的性能和寿命。
热处理对于提高蜗杆传动的硬度和耐磨 性至关重要，包括淬火、回火和表面处 理等工艺。
蜗杆传动的维护保养
定期检查蜗杆传动的润滑 状况，确保润滑良好以减 少摩擦和磨损。
智能化控制
结合现代控制技术， 实现蜗杆传动的智能 化控制，提高传动精 度和效率。
拓展应用领域
探索蜗杆传动在更多 领域的应用，扩大其 使用范围。
04
蜗杆传动的设计与计算
蜗杆传动的设计原则
高效性
蜗杆传动应尽可能地提高传动效率， 减少能量损失。
稳定性
保证蜗杆传动的长期稳定运行，减少 维护和更换的频率。
材料和许用应力选择
根据计算结果，选择合适的材 料和确定许用应力，以确保蜗 杆传动的安全性和可靠性。
润滑和散热设计
考虑蜗杆传动的润滑和散热需 求，设计合理的润滑和散热系
统。
蜗杆传动的优化设计
参数优化
对蜗杆传动的参数进行 优化设计，以提高其性
能和降低制造成本。
机械原理—蜗杆传动概述课件
振动与噪声
蜗杆传动过程中可能产生振动和噪声。了解这些现象的产生机理有助于降低振 动和噪声，提高传动性能。
05
蜗杆传动的强度与失效分析
强度计算
1 2 3
材料力学性能 蜗杆传动的材料强度是其承受载荷的关键因素。 需要考虑材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度 等参数。
接触应力分析 蜗杆与蜗轮在传动过程中会产生接触应力，需要 进行接触应力分析，以确定接触面的应力分布和 大小。
受力分析
法向力与切向力
蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮受到法向力 和切向力的作用。这些力的大小和方 向随着传动状态的变化而变化。
摩擦力分析
蜗杆传动中的摩擦力是影响传动效率 的重要因素。分析摩擦力的性质和变 化规律有助于提高传动效率。
动态特性
动态响应
蜗杆传动的动态响应包括速度、加速度和位移的变化。这些动态特性的变化规 律影响传动的稳定性和精度。
主要由蜗杆、蜗轮和机架组成。
圆弧齿蜗杆传动
主要由蜗杆、圆弧齿蜗轮和机架 组成。
锥蜗杆传动
主要由锥蜗杆、直齿圆柱蜗轮和 机架组成。
参数
模数
蜗杆传动的标准参数，表示蜗杆 分度圆直径与齿距之比，是设计、
制造和使用蜗杆传动的依据。
压力角
在分度圆柱面上，螺旋线的切线与 通过切点的平面之间的夹角，是影 响蜗杆传动效率的重要参数。
弯曲应力计算 蜗杆在传递扭矩时会产生弯曲应力，需要计算蜗 杆的弯曲应力，以确保其具有足够的弯曲强度。
失效形式
疲劳断裂
01
在循环载荷作用下，蜗杆和蜗轮的应力超过其疲劳极限，导致
疲劳断裂。
Hale Waihona Puke 胶合磨损02蜗杆和蜗轮在高速重载下，由于摩擦产生高温，导致材料表面
蜗杆传动过程中可能产生振动和噪声。了解这些现象的产生机理有助于降低振 动和噪声，提高传动性能。
05
蜗杆传动的强度与失效分析
强度计算
1 2 3
材料力学性能 蜗杆传动的材料强度是其承受载荷的关键因素。 需要考虑材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度 等参数。
接触应力分析 蜗杆与蜗轮在传动过程中会产生接触应力，需要 进行接触应力分析，以确定接触面的应力分布和 大小。
受力分析
法向力与切向力
蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮受到法向力 和切向力的作用。这些力的大小和方 向随着传动状态的变化而变化。
摩擦力分析
蜗杆传动中的摩擦力是影响传动效率 的重要因素。分析摩擦力的性质和变 化规律有助于提高传动效率。
动态特性
动态响应
蜗杆传动的动态响应包括速度、加速度和位移的变化。这些动态特性的变化规 律影响传动的稳定性和精度。
主要由蜗杆、蜗轮和机架组成。
圆弧齿蜗杆传动
主要由蜗杆、圆弧齿蜗轮和机架 组成。
锥蜗杆传动
主要由锥蜗杆、直齿圆柱蜗轮和 机架组成。
参数
模数
蜗杆传动的标准参数，表示蜗杆 分度圆直径与齿距之比，是设计、
制造和使用蜗杆传动的依据。
压力角
在分度圆柱面上，螺旋线的切线与 通过切点的平面之间的夹角，是影 响蜗杆传动效率的重要参数。
弯曲应力计算 蜗杆在传递扭矩时会产生弯曲应力，需要计算蜗 杆的弯曲应力，以确保其具有足够的弯曲强度。
失效形式
疲劳断裂
01
在循环载荷作用下，蜗杆和蜗轮的应力超过其疲劳极限，导致
疲劳断裂。
Hale Waihona Puke 胶合磨损02蜗杆和蜗轮在高速重载下，由于摩擦产生高温，导致材料表面
蜗杆传动2学习.pptx
∴ 小m蜗杆→选用大q，保证强度和刚度→适于小P
大m蜗杆→选用小q，保证效率→适于大P
5、蜗杆导程角γ
tan z 1 px z 1m z 1m z 1 d 2 d1 d1 d1 q u d1
3.5 ~ 33 γ↑→η↑
γ↑↑→制造困难
γ↓→η↓
第19页/共51页
传递动力时:头数z1↑—γ↑—η↑
140
(71)
10
90
…
摘自GB10085-88,括号中的数字尽可能不采用
称比值 q=d1/m 为蜗杆的特性系数。一般取:q=8～18
第18页/共51页
4、蜗杆直径系数q
d1、m——为标准值
q d1 m ∴q为导出值,不一定为整数。
d1 mq mz 1
m一定时，q↑——d1↑——蜗杆刚度↑
z1一定时， q↑——γ↓——η↓，自锁性↑
圆弧圆柱 蜗杆传动
锥面包络圆柱蜗杆
渐开线
基圆
潘存云教授研制
α
第7页/共51页
渐开线蜗杆
§7.2 蜗杆传动的类型
阿基米德蜗杆
普通圆柱 渐开线蜗杆
蜗杆传动 法向直廓蜗杆
圆柱蜗杆传动
锥面包络圆柱蜗杆
类 型
环面蜗杆传动 圆弧圆柱 蜗杆传动
锥蜗杆传动
延伸渐开线
法向直廓蜗杆(ZN)
dx
γ
潘存云教授研制
潘存云教授研制
∴蜗杆——各部分尺寸不变，但节线变化
d1 d1
4、变位类型 1）齿数不变，凑a
a
1 2
(d1
d2
)
a
1 2
(d1
2xm
d2)
x a a m
x>0，正变位 x<0 负变位
蜗轮蜗杆传动.pptx
蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮相似，轮齿所受法向力Fn可分 解为：径向力Fr、周向力Ft、轴向力Fa。
1. 力的大小
当两轴交错角为90°时，各
力大小为：
Ft1
Fa 2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr 2 Ft 2 tg
(12 5) (12 6) (12 7)
式中：T2=T1iη，η为蜗杆传动的效率。
第十二章 蜗杆传动
第15页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
表12-3 蜗杆传动的几何尺寸计算
名称 分度圆直径
齿顶高 齿根高
齿顶圆直径
齿根圆直径
蜗杆导程角
蜗轮螺旋角 径向间隙 标准中心距
第十二章 蜗杆传动
符号
d
ha hf da
df
c
a
计算公式
蜗杆
蜗轮
d1 mq
d 2 mz
ha m
法面---直线
第十二章 蜗杆2传动
第6页/共44页
第一节 蜗杆传动的特点和类型
渐开线
基圆
渐开线蜗杆(ZI)
加工：刀刃与蜗杆的基圆柱相切 特点：端面---渐开线
后两种蜗杆的加工，刀具安装较困难，生产率低，故常用阿 基米德蜗杆。
第十二章 蜗杆传动
第7页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 一、圆柱蜗杆传动的主要参数:
1. 模数m和压力角α 中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。
主平面
β1 γ=β
第十二章 蜗杆传动
第8页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。 是蜗杆的轴面
1. 力的大小
当两轴交错角为90°时，各
力大小为：
Ft1
Fa 2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr 2 Ft 2 tg
(12 5) (12 6) (12 7)
式中：T2=T1iη，η为蜗杆传动的效率。
第十二章 蜗杆传动
第15页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
表12-3 蜗杆传动的几何尺寸计算
名称 分度圆直径
齿顶高 齿根高
齿顶圆直径
齿根圆直径
蜗杆导程角
蜗轮螺旋角 径向间隙 标准中心距
第十二章 蜗杆传动
符号
d
ha hf da
df
c
a
计算公式
蜗杆
蜗轮
d1 mq
d 2 mz
ha m
法面---直线
第十二章 蜗杆2传动
第6页/共44页
第一节 蜗杆传动的特点和类型
渐开线
基圆
渐开线蜗杆(ZI)
加工：刀刃与蜗杆的基圆柱相切 特点：端面---渐开线
后两种蜗杆的加工，刀具安装较困难，生产率低，故常用阿 基米德蜗杆。
第十二章 蜗杆传动
第7页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 一、圆柱蜗杆传动的主要参数:
1. 模数m和压力角α 中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。
主平面
β1 γ=β
第十二章 蜗杆传动
第8页/共44页
第二节圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
中间平面：通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面。 是蜗杆的轴面
蜗杆传动PPT课件
1.蜗轮材料的许用应力[sH]
蜗轮材料的许用应力[sH]由材料的抗失效能力决定。其计算公式为
2.蜗轮的许用弯曲应力[sF]
6.15.6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
1、蜗杆传动效率
h1─计及啮合摩擦损耗的效率；
h2─计及轴承摩擦损耗的效率；
h3─计及溅油损耗的效率；
h1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：
6.15.1 蜗杆传动的类型和特点
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形 的车刀切制而成的。
2、蜗杆传动的润滑
润滑的主要目的在于减摩与散热。具体润滑方法与齿轮传动的润滑相近。
润滑油
润滑油粘度及给油方式
润滑油量
润滑油的种类很多，需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件选用。
一般根据相对滑动速度及载荷类型进行选择。给油方法包括：油池润 滑、喷油润滑等，若采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控 制一定的油压。
高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr淬火。
低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。
蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。
6.15.4 蜗杆传动的材料和结构
二、 蜗杆、蜗轮的结构
1.蜗杆的结构
蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋 部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。
查表6.15，蜗轮材料的基本许用弯曲应力为
蜗轮材料的许用应力[sH]由材料的抗失效能力决定。其计算公式为
2.蜗轮的许用弯曲应力[sF]
6.15.6 蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
1、蜗杆传动效率
h1─计及啮合摩擦损耗的效率；
h2─计及轴承摩擦损耗的效率；
h3─计及溅油损耗的效率；
h1是对总效率影响最大的因素，可由下式确定：
6.15.1 蜗杆传动的类型和特点
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。
阿基米德蜗杆 渐开线蜗杆 法向直廓蜗杆 锥面包络圆柱蜗杆
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形 的车刀切制而成的。
2、蜗杆传动的润滑
润滑的主要目的在于减摩与散热。具体润滑方法与齿轮传动的润滑相近。
润滑油
润滑油粘度及给油方式
润滑油量
润滑油的种类很多，需根据蜗杆、蜗轮配对材料和运转条件选用。
一般根据相对滑动速度及载荷类型进行选择。给油方法包括：油池润 滑、喷油润滑等，若采用喷油润滑，喷油嘴要对准蜗杆啮入端，而且要控 制一定的油压。
高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬火，或45钢、40Cr淬火。
低速中轻载的蜗杆可用45钢调质。
蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝青铜、灰铸铁等。
6.15.4 蜗杆传动的材料和结构
二、 蜗杆、蜗轮的结构
1.蜗杆的结构
蜗杆螺旋部分的直径不大，所以常和轴做成一个整体。当蜗杆螺旋 部分的直径较大时，可以将轴与蜗杆分开制作。
查表6.15，蜗轮材料的基本许用弯曲应力为
蜗杆传动课件
新课内容
任务二、蜗杆传动方向判别
1. 蜗杆、蜗轮螺旋方向的判别
右手定则：伸出右手，掌心对着自己，四指顺着与蜗 杆（或蜗轮）的轴线方向，大拇指指向与螺旋线方向 一致，为右旋。反之，为左旋。
例1 右旋
例2 左旋
比一比
（注：相互啮合的蜗杆传动，蜗杆与蜗轮的螺旋方向一致）
新课内容
2. 蜗轮回转方向的判别
利用假设法与左(右)手螺旋定则
作业布置
见资料：
左右手螺旋定则：当蜗 杆是右旋（或左旋）时， 伸出右手（或左手），并 半握拳，四指顺着蜗杆的 回转方向，这时大拇指指 向相反的就是蜗轮上啮合 点的线速度方向。
试一试巩固小结认识蜗杆传来自:1.组成 2.工作原理
蜗杆传动方向判别
1.蜗杆、蜗轮螺旋方向的判别 2.蜗轮回转方向的判别
1.试判断蜗杆、蜗轮的螺旋方向
左旋
左旋
2.请标注蜗杆、蜗轮的螺旋方向
右旋
左旋
1.判别蜗轮的旋转方向 已知：蜗杆螺旋方向、蜗杆回 转方向，求蜗轮回转方向
利用左(右)手螺旋定则
2.判别蜗杆的旋转方向
已知：蜗杆螺旋方向、蜗轮回 转方向，求蜗杆回转方向
利用假设法与左(右)手螺旋定则
3.判别蜗杆的螺旋方向 已知：蜗杆回转方向、蜗轮回 转方向，求蜗杆螺旋方向
复习引入 问题1：选择图片，判别机械传动的类型
1
2
3
4
5
6
复习引入
问题2：举例说明：日常生活中的蜗杆传动
分度头
减速机
新课内容
任务一、认识蜗杆传动
1.组成
(1)蜗杆
（2）蜗轮
新课内容
2.工作原理
蜗杆传动是以蜗杆为 主动件，蜗轮为从动 件，用于传递在空间 交错的两轴间的运动 和动力，通常两轴交 错角为90°。
蜗杆传动类型课件
03
蜗杆传动的应用场景
工业领域
蜗杆传动在工业领域中广泛应用于各 种机械设备，如减速机、传送带、链 条等，以实现精确的传动和变速。
在工业领域中，蜗杆传动能够承受较 大的载荷，具有较高的传动效率，并 且能够实现较远距离的传动。
机械制造领域
蜗杆传动在机械制造领域中是重要的传动方式之一，广泛应用于各种机床、加工 中心、装配线等机械设备。
智能化发展
智能监测与诊断系统
利用传感器和智能化监测技术，实时监测蜗杆传动的运行状态，实现故障预警和诊断。
远程监控与遥控技术
通过远程监控和遥控技术，实现对蜗杆传动系统的远程操控和维护，提高运行效率和安 全性。
感谢您的观看
THANKS
蜗杆传动的工作原理
当蜗杆转动时，蜗轮会随之转动，从 而实现运动和动力的传递。
蜗杆传动具有较大的传动比，能够实 现减速、增速或变速的功能。
蜗杆传动的特点
传动比大
蜗杆传动的传动比通常较大， 能够实现较大的减速或增速。
传动平稳
由于蜗杆和蜗轮之间的接触是 点接触，因此传动平稳，能够 减小振动和噪音。
承载能力大
圆弧齿圆柱蜗杆传动的齿面加工比较困难，制造成本较高，因此使用范围相对较窄 。
锥蜗杆传动
锥蜗杆传动是一种以锥面为工作面的 蜗杆传动，其特点是蜗杆和蜗轮的轴 线呈一定角度。
锥蜗杆传动的制造成本较高，且对安 装精度要求较高，因此使用时需要特 别注意。
锥蜗杆传动具有结构简单、承载能力 大、传动效率高等优点，因此在一些 重型机械、石油化工等领域得到广泛 应用。
新材料的应用
高强度材料
利用新型高强度材料，如钛合金 、复合材料等，提高蜗杆传动的 承载能力和耐久性。
《蜗杆蜗轮传动》课件
提高蜗杆蜗轮传动效率的方法
优化设计
通过改进蜗杆和蜗轮的几何形 状，降低摩擦和接触应力，从
而提高传动效率。
提高制造精度
采用高精度的加工设备和方法 ，确保蜗杆和蜗轮的制造精度 ，减少因制造误差导致的效率 损失。
选择合适的材料
根据工作条件选择具有优良力 学性能和摩擦特性的材料，如 耐磨性好的合金钢或陶瓷材料 。
效率损失分析
在分析效率时，需要考虑 各种损失因素，如摩擦损 失、接触应力损失等，这 些损失会影响传动效率。
蜗杆蜗轮传动的热平衡分析
热平衡概念
热平衡是指在一定的工作条件下 ，传动系统达到稳定状态时的温
度分布。
热源分析
蜗杆蜗轮传动中的热源主要包括摩 擦热和啮合过程中的能量损失。
散热方式
为了维持良好的热平衡，需要采取 有效的散热措施，如选择适当的润 滑油、合理布置散热片和加强通风 等。
3
多头蜗轮
蜗轮的齿数大于2，即蜗杆转一圈，蜗轮转过多 个齿。
按蜗杆转动方向分类
正向蜗杆
蜗杆的转动方向与蜗轮的旋转方 向相同。
反向蜗杆
蜗杆的转动方向与蜗轮的旋转方 向相反。
03 蜗杆蜗轮传动的参数
蜗杆蜗轮的模数
01
模数是蜗杆蜗轮传动的关键参数，它决定了蜗杆蜗轮的尺寸和 传动比。
02
模数的大小直接影响到蜗杆蜗轮的承载能力和使用寿命。
润滑
使用适当的润滑剂对蜗杆蜗轮进行润 滑，减少摩擦和磨损，提高传动效率 。
防锈处理
对蜗杆蜗轮进行防锈处理，防止金属 表面氧化和腐蚀，延长使用寿命。
更换磨损件与调整间隙
更换磨损件定期更换磨损严重蜗杆和蜗轮，确保传动系统的稳定性和可靠性。
调整间隙
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蜗轮回转方向的判断法则： 任务三 蜗杆是右旋(或左旋)时，伸出右手 (或左手)半握拳，四指顺着蜗杆的回 转方向，蜗轮在啮合处的回转方向与 大拇指指向相反。
任务三
蜗轮回转的方向判断
图一
图二
1、本减速器中，按图一位置转动蜗杆 时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。 2、本减速器中，按图一位置转动蜗杆 时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。
2、本小组蜗轮旋向为（左旋、右旋）。
一对相啮合的蜗杆、蜗轮 的旋向是相同的。
例1：请判断下列蜗杆和蜗轮的旋向。
右旋
左旋
任务实施
二、判断下列蜗杆、蜗轮的螺旋线方向
右旋
左旋
右旋
左旋
任务三
蜗轮回转方向判定
图一
图二
1、本减速器中，按图一位置转动蜗杆 时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。 2、本减速器中，按图一位置转动蜗杆 时，蜗轮（顺时针、逆时针）转动。
动画演示
蜗杆传动的特点
1、传动比大，结构紧凑。
2、传动平稳，噪声小。 3、有自锁性，可防止负载 反转。
任务二
蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断 右手法则：手心对着自己，四个手指顺着 蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若螺旋线方向 与右手拇指指向一致，则为右旋，反之为 左旋。 右旋
左旋
右旋
左旋
任务二
1、本小组蜗杆旋向为（左旋、右旋）。
蜗杆
蜗轮
2、蜗轮与蜗杆的轴线在空间成 （ 平行、相交、交错）位置 。
பைடு நூலகம்
任务一
认识蜗轮蜗杆传动
任务一
认识蜗轮蜗杆传动
请判断： 1、在本减速器中，由蜗杆带 动蜗轮转动。 （ ） 2、在本减速器中，由蜗轮带 动蜗杆转动。 （ ） 蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。
蜗杆传动的工作原理
主要用于传递空间交错两 轴间的运动和动力，通常 两轴的夹角为90°，蜗杆 为主动件、蜗轮为从动件。
任务实施
判断下列蜗轮的回转方向
右旋
左旋
任务实施
判断下列蜗轮的回转方向
右旋
左旋
任务评价
1、蜗杆传动由
蜗杆 和
蜗轮 组成。
2、本减速器中， 蜗杆 为主动件， 蜗轮 为从动件。
3、蜗杆传动的工作原理。 4、蜗杆传动的特点。
5、蜗杆、蜗轮螺旋线方向的判断。 ——右手法则
6、蜗轮回转方向的判断。
谢谢指导！
执教者：钱志芳
齿轮传动的类型有哪些？
平行轴之间的传动：圆柱齿轮传动
相交轴之间的传动：圆锥齿轮传动
交错轴之间的运动用什么来传递运动 和动力呢？
模块四 蜗杆传动
任务引入
任务1 分析蜗轮减速器的运动
1．认识蜗轮蜗杆传动
2．能够判断蜗杆、蜗轮螺旋线的方向 3．能够判断蜗轮的回转方向
任务一
认识蜗轮蜗杆传动